JP2022101342A - 排泄検知装置および排泄検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オムツを開けることなく、寝具に寝ている被介護者の排泄の有無を正確に検知する排泄検知装置および排泄検知方法を提供する。【解決手段】排泄検知装置１０は、寝具に寝ている被介護者の排泄を検知するために用いられ、寝具に寝ている被介護者の臀部周辺の空気を吸引する吸引手段２０と、吸引手段２０により吸引された空気中のガス成分を検出するガスセンサ３２と、寝具上の被介護者の重心位置を検出する荷重センサ１１と、ガスセンサ３２の検出信号および荷重センサ１１の検出信号に基づいて被介護者の排泄を判定する排泄判定手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、介護が必要とされる被介護者の排泄を検知する排泄検知装置に関し、より具体的には、寝具に寝ている被介護者の排泄を検知する排泄検知装置および排泄検知方法に関する。

養護老人ホーム等の介護施設では、就寝時間帯において、介護従事者による要介護者（被介護者）のオムツ交換が行われている。具体的には、介護従事者は、決まった時間に要介護者のオムツ交換を行う定時交換、または、排泄によりオムツが汚れたら交換を行う随時交換を行っている。しかしながら、定時交換の場合には、オムツを開けた際に排泄していないことも多い。オムツ交換時に排泄していない場合には、介護従事者にとって不要な作業負担となるだけでなく、要介護者の睡眠を妨げることにもなる。随時交換の場合には、要介護者本人の訴えに頼る場面も多く、要介護者が訴えることができなければ、介護従事者が気付くまでオムツ交換が行われないという危険性がある。

介護従事者にとって、オムツ交換業務は大きな負担となっており、その負担軽減のために、オムツを開けずに要介護者が排泄したか否かを確認できることが望ましい。このような技術としては、オムツ内の空気を吸引してガスセンサに導き、吸引したオムツ内の空気中のガス成分（臭い成分）をガスセンサで検出して排泄を検知する装置が知られている（例えば、特許文献１および２）。

しかしながら、特許文献１および２が開示するような装置では、排泄以外にも、要介護者が布団に出入りした、要介護者が寝返りを打った、要介護者に掛けられていた布団が外れた等の排泄以外のイベントによってもガスセンサの検出信号が変化するため、ガスセンサの検出信号からだけでは、要介護者の排泄を正確に検出することができないという問題があった。

特許第３７６５４３９号公報 特開２００７－１６７２６４号公報

本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、オムツを開けることなく、寝具に寝ている被介護者の排泄の有無を正確に検知する排泄検知装置および排泄検知方法を提供することにある。

このような目的は、以下の（１）～（１１）の本発明により達成される。
（１）寝具に寝ている被介護者の排泄を検知する排泄検知装置であって、
前記寝具に寝ている前記被介護者の臀部周辺の空気を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段により吸引された前記空気中のガス成分を検出するガスセンサと、
前記寝具上の前記被介護者の重心位置を検出するための荷重センサと、
前記ガスセンサの検出信号および前記荷重センサの検出信号に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する第１の排泄判定処理を実行する排泄判定手段と、を有することを特徴とする排泄検知装置。

（２）前記第１の排泄判定処理において、前記排泄判定手段は、前記ガスセンサの前記検出信号の変化が所定の基準値を超えた際に、前記寝具上の前記被介護者の前記重心位置の変化に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する上記（１）に記載の排泄検知装置。

（３）前記排泄検知装置は、前記吸引手段により吸引された前記空気の湿度を検出する湿度センサをさらに有し、
前記排泄判定手段は、前記ガスセンサの前記検出信号および前記湿度センサの検出信号に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する第２の排泄判定処理をさらに実行する上記（１）または（２）に記載の排泄検知装置。

（４）前記第２の排泄判定処理において、前記排泄判定手段は、前記ガスセンサの前記検出信号が前記所定の基準値を超えた際に、前記湿度センサの前記検出信号の変化に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する上記（３）に記載の排泄検知装置。

（５）前記第２の排泄判定処理において、前記排泄判定手段は、前記ガスセンサの前記検出信号および前記湿度センサの前記検出信号の双方が大きく変化していないときに、前記ガスセンサの前記検出信号の値と前記湿度センサの前記検出信号の値とが略等しくなるように設定された変換式を用いて、前記ガスセンサの前記検出信号の前記値を変換し、さらに、前記ガスセンサの前記検出信号の前記変換された値の変化と、前記湿度センサの前記検出信号の前記値の変化との比較に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定するよう構成されている上記（４）に記載の排泄検知装置。

（６）前記排泄判定手段による判定結果を外部端末に送信する送信手段をさらに有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の排泄検知装置。

（７）前記吸引手段は、
前記寝具に寝ている前記被介護者の前記臀部周辺の前記空気を吸引するための吸引口を備え、前記寝具の前記被介護者の前記臀部に対応する位置に載置される吸引マットと、
前記吸引マットに接続され、前記吸引口から吸引された前記空気を前記ガスセンサに導く吸引チューブと、
前記吸引チューブを通して前記空気を吸引する吸引ブロアと、を有する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の排泄検知装置。

（８）前記吸引マット上に載置される防水シーツをさらに有する上記（７）に記載の排泄検知装置。

（９）寝具に寝ている被介護者の排泄を検知する排泄検知方法であって、
吸引手段を用いて、前記寝具に寝ている前記被介護者の臀部周辺の空気を吸引する工程と、
ガスセンサを用いて、前記吸引手段により吸引された前記空気中のガス成分を検出する工程と、
荷重センサを用いて、前記寝具上の前記被介護者の重心位置を検出する工程と、
排泄判定手段を用いて、前記ガスセンサの検出信号および前記荷重センサの検出信号に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する第１の排泄判定処理を実行する工程と、を含むことを特徴とする排泄検知方法。

（１０）前記第１の排泄判定処理を実行する工程は、前記ガスセンサの前記検出信号の変化が所定の基準値を超えた際に、前記荷重センサの前記検出信号の変化に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する工程を含む上記（９）に記載の排泄検知方法。

（１１）前記排泄検知方法は、湿度センサを用いて、前記吸引手段により吸引された前記空気の湿度を検出する工程と、
前記排泄判定手段を用いて、前記ガスセンサの前記検出信号および前記湿度センサの検出信号に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する第２の排泄判定処理を実行する工程と、をさらに含む上記（１０）に記載の排泄検知方法。

本発明によれば、ガスセンサの検出信号の変化に加えて、荷重センサの検出信号の変化を、排泄の有無の判断基準とすることにより、排泄と排泄以外のイベントとを明確に区別することができるため、被介護者の排泄を正確に検知することができる。そのため、本発明の適用により、不要なオムツ交換作業がなくなり、介護従事者の負担軽減を図ることができる。

本発明の好適な実施形態に係る排泄検知装置が適用される状態を概略的に示す図である。 図１に示す排泄検知装置のブロック図である。 図３（ａ）は、図２に示すガスセンサの抵抗値の時間変化を説明するためのグラフである。図３（ｂ）は、図２に示す湿度センサの検出信号の時間変化を説明するためのグラフである。 図２に示すガスセンサの検出信号の時間変化および荷重センサの検出信号から算出された被介護者の重心位置の時間変化の例を示すグラフである。 図２に示す排泄検知装置が備える制御ユニットのブロック図である。 変換式を用いて変換された図２に示すガスセンサの検出信号と、図２に示す湿度センサの検出信号の例を示すグラフである。 本発明の好適な実施形態に係る排泄検知方法を概略的に示す図である。

以下、本発明の排泄検知装置および排泄検知方法を好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１～図６を参照して、本発明の好適な実施形態に係る排泄検知装置を詳述する。

図１は、本発明の好適な実施形態に係る排泄検知装置が適用される状態を概略的に示す図である。図２は、図１に示す排泄検知装置のブロック図である。図３（ａ）は、図２に示すガスセンサの抵抗値の時間変化を説明するためのグラフである。図３（ｂ）は、図２に示す湿度センサの検出信号の時間変化を説明するためのグラフである。図４は、図２に示すガスセンサの検出信号の時間変化および荷重センサの検出信号から算出された被介護者の重心位置の時間変化の例を示すグラフである。図５は、図２に示す排泄検知装置が備える制御ユニットのブロック図である。図６は、変換式を用いて変換された図２に示すガスセンサの検出信号と、図２に示す湿度センサの検出信号の例を示すグラフである。

＜排泄検知装置１０＞
図１および図２に示す本実施形態の排泄検知装置１０は、ベッド１に寝ている被介護者の排泄を検知するために用いられる。排泄検知装置１０は、寝ている状態の被介護者の臀部周辺の空気を吸引する吸引手段２０と、吸引手段２０により吸引された空気中のガス成分を検出するガスセンサ３２、吸引手段２０により吸引された空気の湿度を検出する湿度センサ３３を備えた装置本体３０と、ベッド１の４つの脚の下にそれぞれ配置された４つの荷重センサ１１と、を含む。装置本体３０は、例えば、ベッド１の下に配置され、装置本体３０内のガスセンサ３２、湿度センサ３３等の各種機器や荷重センサ１１に電力を供給する図示しない外部電源と接続される。

排泄検知装置１０は、ガスセンサ３２の検出信号の変化量が排泄の基準となる所定の基準値１４１を超えた際に、直ちに排泄があったと判定するのではなく、ガスセンサ３２の検出信号の変化量が基準値１４１を超えた際、または基準値１４１を超える前後における荷重センサ１１の検出信号の変化に基づいて被介護者の排泄の有無を判定する。より具体的には、ガスセンサ３２の検出信号の変化量が基準値１４１を超えた際またはその前後の荷重センサ１１の検出信号の変化が小さい（または変化がない）場合には、排泄があったと判定する。一方、ガスセンサ３２の検出信号の変化量が基準値１４１を超えた際またはその前後の荷重センサ１１の検出信号の変化が大きい場合には、排泄がないと判定する。背景技術の欄において述べたように、被介護者が排泄した際に加え、被介護者が布団に出入りをした、寝返りを打った、被介護者に掛けられていた布団が外れた等の排泄以外のイベントが生じた際にも、ガスセンサ３２の検出信号が変化するため、本発明の排泄検知装置１０は、ガスセンサ３２の検出信号の変化に加えて、荷重センサ１１の検出信号の変化を排泄の有無の判定要素として用いることにより、排泄と排泄以外のイベントとを明確に区別することができ、被介護者の排泄を正確に検知することができる。

（吸引手段２０）
図２に示すように、吸引手段２０は、被介護者の臀部周辺の空気を吸引するための吸引口２１０を備え、ベッド１の被介護者の臀部に対応する位置に載置される吸引マット２１と、吸引マット２１に接続され、吸引口２１０から吸引された空気を装置本体３０内のガスセンサ３２および湿度センサ３３に導く吸引チューブ２２と、装置本体３０内に配置され、吸引チューブ２２を通して被介護者の臀部周辺の空気を吸引する吸引ブロア２３と、を備える。また、吸引マット２１上には、オムツから排泄物が漏れ出した際に吸引マット２１が汚れないように、ガス透過性の良い防水シーツ２４が載置されている。また、吸引ブロア２３の吸気口が埃、糸くず等によって閉塞され、被介護者の臀部周辺の空気を吸引できなくなることを防止するために、防塵フィルタ２５が、吸引ブロア２３の吸気口を覆うように設けられている。

吸引マット２１は、通気性を有する素材（布等）から構成された中空のシート（敷布）状部材であって、ベッド１の幅と略同じ長さを有する。吸引マット２１は、ベッド１に被介護者が寝た際に、被介護者の臀部の下に吸引マット２１が位置するように、ベッド１のマットレスを覆うシーツ上に載置される。したがって、被介護者が寝具上で横たわった際に、吸引マット２１の一方の面が被介護者の臀部および臀部付近と接触し、他方の面がベッド１のマットレスを覆うシーツに接触する。この吸引マット２１の被介護者の臀部および臀部付近と接触する面の中央付近に吸引口２１０が設けられており、吸引ブロア２３の駆動により、被介護者の臀部周辺の空気が、吸引口２１０から吸引され、吸引マット２１の内部に導かれる。なお、吸引マット２１は、ベッド１のマットレスを覆うシーツ上に載置されることが好ましいが、外観上目立たないようにするために、マットレスとシーツとの間に配置されてもよい。

吸引チューブ２２は、吸引マット２１と吸引ブロア２３とを接続し、吸引マット２１内の空気を吸引ブロア２３に導くために用いられるチューブ状部材である。吸引チューブ２２の一端は、吸引マット２１内部に通じており、吸引チューブ２２の他端は、防塵フィルタ２５を介して吸引ブロア２３の吸気口に接続されている。吸引チューブ２２、吸引口２１０を介して吸引マット２１の内部に導かれた被介護者の臀部周辺の空気が吸引され、防塵フィルタ２５を通過して、吸引ブロア２３に導かれる。

吸引ブロア２３は、吸引チューブ２２を介して吸引マット２１内の空気を吸引するための吸引器具である。吸引ブロア２３は、装置本体３０（ハウジング３１）内に収容されており、防塵フィルタ２５を介して吸引チューブ２２の他端が接続され、空気を吸引するための吸引口２１０と、吸引口２１０から吸引された空気を排出するための排気口とを有している。吸引ブロア２３の駆動により、吸引マット２１、吸引チューブ２２、および防塵フィルタ２５を介して吸引された被介護者の臀部周辺の空気は、吸引ブロア２３の排気口から排出される。なお、後述するように、吸引ブロア２３の排気口の内部または排気口の前方には、ガスセンサ３２および湿度センサ３３が設けられており、ガスセンサ３２および湿度センサ３３は、それぞれ、吸引ブロア２３の排気口から排出された空気、すなわち、被介護者の臀部周辺の空気のガス成分および湿度を測定することができる。

（装置本体３０）
装置本体３０は、箱状のハウジング３１と、吸引ブロア２３と、吸引手段２０により吸引された空気のガス成分を検出するガスセンサ３２と、吸引手段２０により吸引された空気の湿度を検出する湿度センサ３３と、吸引ブロア２３を駆動させる駆動回路３４と、排泄の有無の判定結果を外部端末２に無線通信するための無線通信ユニット３５と、排泄検知装置１０の制御を実行するための制御ユニット（ＭＰＵ）１００と、を備える。吸引ブロア２３、ガスセンサ３２、湿度センサ３３、駆動回路３４、無線通信ユニット３５、制御ユニット１００は、ハウジング３１内に収納されている。また、吸引ブロア２３は、ハウジング３１の内壁面に取り付けられ、その吸気口がハウジング３１に形成された開口から、外部に露出している。そのため、吸引ブロア２３の吸気口に設けられた防塵フィルタ２５は、ハウジング３１の外側に位置しており、装置本体３０を分解することなく定期的に新しいフィルタに交換可能である。また、ハウジング３１には、吸引ブロア２３の排気口から排出された空気をハウジング３１の内部から外部に排出するための排気口が形成されており、吸引ブロア２３の排気口から排出された空気は、ハウジング３１に形成された排気口を介して、ハウジング３１の外部に排出される。

ハウジング３１は、吸引ブロア２３、ガスセンサ３２、湿度センサ３３、駆動回路３４、無線通信ユニット３５、および制御ユニット１００を内部に収納する機能を有している。なお、図示の形態では、ハウジング３１は、箱状の全体形状を有しているが、その全体形状はこれに限られず、例えば、棒型、楕円形、マウス型等であってもよい。また、ハウジング３１は、介護従事者または被介護者が誤って踏んでしまった際に変形や壊れたりすることがないよう、十分な強度を持った硬質の樹脂材料または金属材料によって構成されている。

ガスセンサ３２は、吸引ブロア２３の排気口の内部または排気口の前方に設けられており、吸引手段２０により吸引された被介護者の臀部周辺の空気中のガス成分（臭気成分）を検出する機能を有している。また、ガスセンサ３２は、制御ユニット１００に有線接続されており、制御ユニット１００からの制御に応じて、吸引手段２０により吸引された被介護者の臀部周辺の空気中のガス成分（臭気成分）を検出する。ガスセンサ３２としては、例えば、揮発性有機ガス、一酸化炭素ガス等を検出する金属酸化物半導体ガスセンサや定電位電解法ガスセンサ等の各種ガスセンサが用いられる。ガスセンサ３２は、ガスセンサ３２の抵抗値が、測定対象の空気、すなわち、被介護者の臀部周辺の空気内のガス成分の濃度が増加すると低下するよう構成されている。したがって、ガスセンサ３２の検出信号の値は、抵抗値が低下、すなわち、被介護者の臀部周辺の空気内のガス成分の濃度が増加するに応じて増加する。ガスセンサ３２は、所定のサンプリングレートで測定対象の空気、すなわち、被介護者の臀部周辺の空気内のガス成分の濃度を検出し、検出したガス成分の濃度に応じた検出信号を制御ユニット１００にリアルタイムで送信する。例えば、ガスセンサ３２は、制御ユニット１００からの制御に応じて、１００ｍｓｅｃのサンプリングレートで、測定対象の空気、すなわち、被介護者の臀部周辺の空気内のガス成分の濃度を検出し、検出したガス成分の濃度に応じた検出信号を制御ユニット１００に送信するよう構成されている。また、ガスセンサ３２の検出信号は、メモリー１３０内に一時保存される。

図３（ａ）は、ベッド１に寝ている被介護者が排泄を行った際のガスセンサ３２の抵抗値の変化の一例を示している。図３（ａ）のグラフは、被介護者がベッド１の布団に入り、寝始めた後、排泄があり、その後、被介護者がベッド１の布団から出るまでのガスセンサ３２の抵抗値の変化が示されている。図３（ａ）のグラフでは、横軸が時間（ｍｉｎ）を示し、縦軸がガスセンサ３２の抵抗値（ｋΩ）を示している。図３（ａ）に示されているように、ガスセンサ３２の抵抗値は、ベッド１に寝ている被介護者の排泄前後に大きく減少するが、排泄以外のイベント、例えば、被介護者が布団に出入りする際およびその前後にも変化する。さらに、図３（ａ）には示されていないが、被介護者がベッド１上において寝返りを打った際や被介護者に掛けられていた布団が外れた際にも、ガスセンサ３２の抵抗値が変化する。このように、ガスセンサ３２の抵抗値、すなわち、ガスセンサ３２の検出信号の値は、被介護者の排泄、被介護者が寝返りを打った、被介護者に掛けられていた布団が外れた等のイベントが生じた際、大きく変化する。

湿度センサ３３は、吸引ブロア２３の排気口の内部または排気口の前方に設けられており、吸引手段２０により吸引された被介護者の臀部周辺の空気の湿度を検出する機能を有している。また、湿度センサ３３は、制御ユニット１００に有線接続されており、制御ユニット１００からの制御に応じて、吸引手段２０により吸引された被介護者の臀部周辺の空気の湿度を検出する。湿度センサ３３としては、例えば、高分子静電容量式湿度センサ、セラミック静電容量式湿度センサ、高分子抵抗式湿度センサ等の各種静電容量式湿度センサ、抵抗式湿度センサが用いられる。湿度センサ３３から送信される検出信号の値は、測定対象の空気、すなわち、被介護者の臀部周辺の空気の湿度に応じて増加する。湿度センサ３３は、ガスセンサ３２と同じサンプリングレートで、測定対象の空気、すなわち、被介護者の臀部周辺の空気の湿度を検出し、検出した湿度に応じた取得した検出信号を制御ユニット１００にリアルタイムで送信する。例えば、湿度センサ３３は、ガスセンサ３２と同じ１００ｍｓｅｃのサンプリングレートで、測定対象の空気、すなわち、被介護者の臀部周辺の空気の湿度を検出し、制御ユニット１００に送信するよう構成されている。また、湿度センサ３３の検出信号は、メモリー１３０内に一時保存される。

図３（ｂ）は、ベッド１に寝ている被介護者が排泄を行った際の湿度センサ３３の検出信号の変化の一例を示している。図３（ｂ）のグラフでは、横軸が時間（ｍｉｎ）を示し、縦軸が湿度センサ３３によって検出される相対湿度（％）を示している。図３（ａ）と同様に、図３（ｂ）のグラフは、被介護者がベッド１の布団に入り、寝始めた後、排泄があり、その後、被介護者がベッド１の布団から出るまでの湿度センサ３３の検出信号の変化が示されている。図３（ｂ）に示されているように、湿度センサ３３により検出される検出信号（相対湿度）は、被介護者が布団に出入りする際およびその前後に大きく変化するが、被介護者の排便前後では大きな変化は見られない。このように、湿度センサ３３の検出信号は、ガスセンサ３２の検出信号の値が変化する様々なイベント（例えば、被介護者が布団に出入りした、被験者が寝返りを打った等）が生じた際に大きく変化するが、被介護者が排泄した際にはあまり変化しない。そのため、本発明の排泄検知装置１０において、湿度センサ３３の検出信号の変化は、ガスセンサ３２の検出信号の値が大きく変化した際に、ガスセンサ３２の検出信号の値の変化が、被介護者の排泄によって生じたのか、被験者の排泄以外のイベントによって生じたのかを判定するために利用される。

図１に示されている荷重センサ１１は、ベッド１上の被介護者の動き（被介護者がベッド１に寝ている、ベッド１から離れる、姿勢を変える、寝る位置を変える等）から、被介護者の離着床状態を検出し、ベッド１上の被介護者の重心位置を検出するために用いられる。荷重センサ１１としては、例えば、ビーム形のロードセルを用いて荷重を検出する荷重検出器を用いることができる。このような荷重検出器は、例えば、特許第４８２９０２０号や特許第４００２９０５号に記載されている。本実施形態の排泄検知装置１０では、荷重センサ１１により被介護者の離着床状態を検出することができるため、例えば、荷重センサ１１により被介護者が着床した状態を検出したタイミングで被介護者の排泄検知を行うように設定することができる。

４つの荷重センサ１１のそれぞれは、ベッド１の脚部の下端部に設けられ、さらに、装置本体３０内に収納されている制御ユニット１００（図２参照）に有線接続されており、制御ユニット１００からの制御に応じて、自身に加えられている荷重を測定する機能を有している。４つの荷重センサ１１のそれぞれは、所定のサンプリングレートで取得した検出信号を制御ユニット１００にリアルタイムで送信する。例えば、荷重センサ１１は、１００ｍｓｅｃ毎に、検出信号を取得し、制御ユニット１００に送信するよう構成されている。また、荷重センサ１１の検出信号は、後述する制御ユニット１００内のメモリー１３０内に一時保存される。制御ユニット１００は、荷重センサ１１の検出信号を用いてベッド１上での被介護者の重心位置を算出し、制御ユニット１００内のメモリー１３０内に一時保存する。

４つの荷重センサ１１の検出信号は、ベッド１上に寝ている被介護者の重心位置を算出するために利用される。４つの荷重センサ１１の検出信号を用いて算出されるベッド１上に寝ている被介護者の重心位置の変化から、ベッド１上に寝ている被介護者の姿勢の変化、例えば、被介護者が布団に出入りした、寝返りを打った等のイベントを検出することができる。このように、荷重センサ１１の検出信号は、ガスセンサ３２の検出信号の値が変化する様々なイベント（例えば、被介護者が布団に出入りした、被験者が寝返りを打った等）が生じた際に大きく変化する。一方、荷重センサ１１の検出信号は、ベッド１上に寝ている被介護者が排泄を行ったとしても、ベッド１上に寝ている被介護者の姿勢の変化は非常に小さいまたは変化しないので、湿度センサ３３の検出信号の変化と同様に、荷重センサ１１の検出信号の変化は、ガスセンサ３２の検出信号の値が大きく変化した際に、ガスセンサ３２の検出信号の値の変化が、被介護者の排泄によって生じたのか、被験者の排泄以外のイベントによって生じたのかを判定するために利用することができる。

図４は、ベッド１に寝ている被介護者が排泄を行った際のガスセンサ３２の検出信号の時間変化および荷重センサ１１の検出信号から算出された被介護者の重心位置の時間変化の例を示している。なお、図４のグラフは、被介護者がベッド１に着床した後、寝返り等により姿勢を変えたり、寝る位置を変えており、検出時間中に排泄前の力みおよび排泄があったケースにおけるガスセンサ３２の検出信号の時間変化および荷重センサ１１の検出信号から算出された被介護者の重心位置（ｘ軸方向の重心位置）の時間変化を示している。図４上側に、荷重センサ１１の検出信号から算出された被介護者の重心位置の時間変化が示され、図４下側に、ガスセンサ３２の検出信号の時間変化が示されている。また、図４において、横軸が時間（ｍｉｎ）を示し、縦軸が、それぞれ、被介護者の重心位置（ｘ軸方向の重心位置）とガスセンサ３２の検出信号を示している。

図４に示されているように、ガスセンサ３２の検出信号は、被介護者の排泄前後に大きく変化し、被介護者の排泄以外のイベント、例えば、被介護者が姿勢を変える、寝る位置を変える等が生じた際およびその前後にも変化する。一方、荷重センサ１１の検出信号から算出される被介護者の重心位置（ｘ軸方向の重心位置）は、被介護者の排泄以外のイベント、例えば、被介護者が姿勢および寝る位置を変えた、排泄前に力んだ等のイベントが生じた際に大きく変化するが、被介護者の排泄した際にはあまり変化しない。

このように、荷重センサ１１の検出信号は、ガスセンサ３２の検出信号の値が変化する様々なイベント（例えば、被介護者が布団に出入りした、被験者が寝返りを打った等）が生じた際に大きく変化する。一方、ベッド１上に寝ている被介護者が排泄を行ったとしても、ベッド１上に寝ている被介護者の姿勢の変化は非常に小さいまたは変化しないので、荷重センサ１１の検出信号は、ベッド１上に寝ている被介護者が排泄を行った際には、あまり変化しない。そのため、本発明の排泄検知装置１０において、荷重センサ１１の検出信号の変化は、湿度センサ３３の検出信号の変化と同様に、ガスセンサ３２の検出信号の値が大きく変化した際に、ガスセンサ３２の検出信号の値の変化が、被介護者の排泄によって生じたのか、被験者の排泄以外のイベントによって生じたのかを判定するために利用することができる。

図２に戻り、駆動回路３４は、制御ユニット１００からの制御により、吸引ブロア２３の駆動を制御する機能を有している。制御ユニット１００からの制御に応じて駆動回路３４が、吸引ブロア２３の吸引時間、吸引力、吸引量等が調整される。制御ユニット１００は、被介護者の就寝時間中、吸引ブロア２３が駆動し続けるよう、駆動回路３４を制御してもよいし、所定間隔で吸引ブロア２３を駆動させるよう、駆動回路３４を制御することもできる。制御ユニット１００は、吸引ブロア２３を所定間隔で駆動させるよう、駆動回路３４を制御することにより、吸引ブロア２３の消費電量を抑えることができる。また、制御ユニット１００は、吸引ブロア２３の吸引力を弱めることにより、吸引ブロア２３の動作音を抑えることができる。例えば、制御ユニット１００は、吸引ブロア２３の吸引量が１ｌ／ｍｉｎとなるように、数秒～数十秒間隔で吸引ブロア２３を駆動させるよう、駆動回路３４を制御することができる。なお、吸引ブロア２３の吸引間隔は、ガスセンサ３２および湿度センサ３３の被介護者の臀部周辺の空気の検出間隔と同じであることが好ましい。

無線通信ユニット３５は、詳しくは後述するが、制御ユニット１００による被介護者の排泄の有無についての判定結果を無線通信により外部端末２に送信する機能を有している。無線通信ユニット３５は、アンテナ、送受信回路、変復調回路等の無線通信を実行するために必要なコンポーネントを備えており、制御ユニット１００からの制御に応じて、外部端末２との間の無線通信を実行する。無線通信ユニット３５は、例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）やＢＬＥ（ブルートゥース（登録商標）・ロー・エナジー）通信、無線ＬＡＮ等の無線通信分野において既知の任意の近距離無線通信技術を用いて、被介護者の排泄の有無の判定結果を外部端末２にリアルタイムで無線送信する。なお、外部端末２としては、デスクトップコンピューター、ラップトップコンピューター、ノートパソコン、ワークステーション、タブレット型コンピューター、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、ウェアラブル端末、サーバー等の任意の端末を用いることができる。

（制御ユニット１００）
制御ユニット１００は、荷重センサ１１の駆動、駆動回路３４を介した吸引ブロア２３の駆動、ガスセンサ３２および湿度センサ３３の駆動を制御し、さらに、荷重センサ１１、ガスセンサ３２および湿度センサ３３のそれぞれから送信される各検出信号から、被介護者の排泄を判定し、排泄の有無の判定結果を、無線通信ユニット３５を用いて、外部端末２に無線送信する。

図５に示されているように、制御ユニット１００は、制御ユニット１００の制御を実行するための１つ以上のプロセッサー１１０と、制御ユニット１００への入力および制御ユニット１００からの出力を実行するためのＩ／Ｏ（インプット／アウトプット）インターフェース１２０と、制御ユニット１００の処理を実行するために用いられるデータ１４０およびモジュール１５０を保存している１つ以上のメモリー１３０と、を備えている。

１つ以上のプロセッサー１１０は、１つ以上のマイクロプロセッサー、マイクロコンピューター、マイクロコントローラー、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリーコントロールユニット（ＭＣＵ）、画像処理用演算処理装置（ＧＰＵ）、状態機械、論理回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはこれらの組み合わせ等のコンピューター可読命令に基づいて信号操作等の演算処理を実行する演算ユニットである。特に、プロセッサー１１０は、メモリー１３０内に保存されているコンピューター可読命令（例えば、データ、プログラム、モジュール等）をフェッチし、演算、信号操作および制御を実行するよう構成されている。

Ｉ／Ｏインターフェース１２０は、ウェブインターフェース、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）等の様々なソフトウェアインターフェースおよびハードウェアインターフェースを含む。例えば、Ｉ／Ｏインターフェース１２０は、キーボード、マウス、タッチパネルディスプレイ、外部メモリー、プリンター、ディスプレイのような周辺デバイスのためのインターフェースである。Ｉ／Ｏインターフェース１２０は、キーボード、マウス、タッチパネルディスプレイのような入力デバイスを用いた制御ユニット１００への入力およびディスプレイ、プリンター、外部メモリーへの制御ユニット１００からの出力を可能とする。また、Ｉ／Ｏインターフェース１２０は、制御ユニット１００が、インターネット等のネットワークを介して、外部端末２以外の外部に設けられたウェブサーバーやデータサーバーのような任意の外部デバイスと通信を行うことを可能としてもよい。

メモリー１３０は、揮発性記憶媒体（例えば、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）、不揮発性記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク）、またはこれらの組み合わせを含むコンピューター可読媒体である。

メモリー（記憶部）１３０は、プロセッサー１１０と通信可能に接続され、プロセッサー１１０により実行可能な複数のモジュール１５０、および、複数のモジュール１５０による処理に必要なデータ１４０を保存している。また、メモリー１３０は、複数のモジュール１５０の１つ以上によって受信、処理、生成されたデータや、複数のモジュール１５０による処理を実行するために必要なデータを一時保存する機能を備えている。

データ１４０は、ガスセンサ３２の検出信号の変化に基づいて被介護者の排泄の有無を判定するために用いられる所定の基準値１４１と、排泄検知装置１０を利用する被介護者のユーザデータ１４２と、被介護者の過去の排泄記録のデータである排泄記録データ１４３と、制御ユニット１００の処理を実行するために必要なその他データ１４４と、を含んでいる。ガスセンサ３２の検出信号の単位時間（例えば、０．１秒間、１秒間等）当たりの変化量（増加量）が、基準値１４１を超えると、被介護者の排泄、被介護者が寝返りを打った、被介護者に掛けられていた布団が外れた等のイベントが生じた可能性が高い。そのため、制御ユニット１００は、ガスセンサ３２の検出信号がデータ１４０に含まれる基準値１４１を超えると、荷重センサ１１および湿度センサ３３のそれぞれの検出信号を参照し、生じたイベントが被介護者の排泄なのか否かを判定する。基準値１４１は、吸引マット２１の通気性、吸引ブロア２３の性能、ガスセンサ３２の特性、ベッド１の設置環境（換気の状態、温度、湿度等）、被介護者の性別、年齢、身長、体重、食事量等に応じて適宜設定される。被介護者が排泄した際の、被介護者の臀部周辺の空気中のガス成分の濃度変化の様態は、被介護者の状態、周辺環境、排泄検知装置１０の使用条件等の様々な要因によって変化し得るので、これら要因に応じて適切に基準値１４１を設定することにより、被介護者の排泄の有無をより正確に検知することができる。

ユーザデータ１４２は、例えば、排泄検知装置１０を利用する被介護者の氏名、年齢、性別を含む。ユーザデータ１４２に含まれる情報は、排泄記録データ１４３と紐付けて使用することができる。ユーザデータ１４２は、排泄検知装置１０を用いた検知を開始する前または開始する際に、制御ユニット１００のＩ／Ｏインターフェース１２０を用いて、制御ユニット１００に入力され、メモリー１３０内に保存される。

排泄記録データ１４３は、制御ユニット１００によって判定された被介護者の過去の排泄記録の蓄積データである。制御ユニット１００によって被介護者が排泄したと判定されると、被介護者の排泄時間（判定時間）がメモリー１３０内に自動的に保存され、被介護者の排泄記録として蓄積される。介護従事者は、例えば、数日間分の排泄記録データ１４３を参照することにより、被介護者の排泄時間および排泄間隔（排泄ローテーション）の傾向を知ることができる。この排泄ローテーションの傾向が分かれば、被介護者が排泄する前にトイレに誘導することができるようになり、オムツの使用量の削減を図ることができる。また、排泄記録データ１４３は、無線通信ユニット３５を介して、外部端末２に無線送信される。

モジュール１５０は、ルーティーン、アプリケーション、プログラム、アルゴリズム、ライブラリー、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、またはこれらの組み合わせ等のプロセッサー１１０により実行可能なコンピューター可読命令である。

モジュール１５０は、荷重センサ１１、ガスセンサ３２および湿度センサ３３を制御することにより、４つの荷重センサ１１、ガスセンサ３２および湿度センサ３３のそれぞれの検出信号を取得するためのセンサ制御モジュール１５１と、センサ制御モジュール１５１によって取得された各センサの検出信号に基づいて被介護者の排泄の有無を判定するための排泄判定モジュール１５２と、制御ユニット１００が提供する機能を補うための任意の数のその他モジュール１５３と、を含んでいる。

プロセッサー１１０は、メモリー１３０内に保存されている各種モジュールを用いることにより、所望の機能を提供することができる。例えば、プロセッサー１１０は、排泄判定モジュール１５２を用いることにより、センサ制御モジュール１５１を用いて取得された、４つの荷重センサ１１の検出信号、ガスセンサ３２の検出信号および湿度センサ３３の検出信号に基づいて被介護者の排泄の有無を判定するための処理を実行することができる。

センサ制御モジュール１５１は、４つの荷重センサ１１、ガスセンサ３２および湿度センサ３３を駆動し、４つの荷重センサ１１の検出信号、ガスセンサ３２の検出信号および湿度センサ３３の検出信号を取得する機能を有している。センサ制御モジュール１５１によって取得された荷重センサ１１、ガスセンサ３２および湿度センサ３３の検出信号は、メモリー１３０内に一時保存される。メモリー１３０内に一時保存された荷重センサ１１、ガスセンサ３２および湿度センサ３３の検出信号は、荷重センサ１１、ガスセンサ３２および湿度センサ３３の検出信号の単位時間当たりの変化量を算出するために利用される。

排泄判定モジュール１５２は、センサ制御モジュール１５１によって取得された４つの荷重センサ１１の検出信号、ガスセンサ３２の検出信号および湿度センサ３３の検出信号に基づいて、被介護者の排泄の有無を判定する機能を有している。図３（ａ）を参照して説明したように、ガスセンサ３２の抵抗値、すなわち、ガスセンサ３２の検出信号は、被介護者の排泄した際だけでなく、被介護者が寝返りを打った、被介護者に掛けられていた布団が外れた等のイベントが生じた際およびその前後に大きく変化する。そのため、ガスセンサ３２の検出信号の変化が、メモリー１３０内に保存されている基準値１４１を超えた際に、直ちに被介護者の排泄があったと判定すると、被介護者の排泄がないにもかかわらず、不要なオムツ交換を行わなければならない場合が生じてしまう。そこで、本発明者は、鋭意検討した結果、被介護者の排泄があった際、ガスセンサ３２の検出信号は大きく変化する一方、図４を参照して詳述したように、荷重センサ１１の検出信号から算出される被介護者の重心位置の変化が小さいことに着目し、ガスセンサ３２の検出信号の変化が基準値１４１を超えた際または基準値１４１を超える前後における荷重センサ１１の検出信号の変化を参照することにより、被介護者の排泄の有無を正確に判定することができる排泄判定モジュール１５２を構成した。

本実施形態では、排泄判定モジュール１５２が、荷重センサ１１の検出信号およびガスセンサ３２の検出信号に基づいて被介護者の排泄の有無を判定する第１の排泄判定処理を実行する。さらに、第１の排泄判定処理に加え、排泄判定モジュール１５２は、湿度センサ３３の検出信号およびガスセンサ３２の検出信号に基づいて被介護者の排泄を判定する第２の排泄判定処理を実行してもよい。

（第１の排泄判定処理）
第１の排泄判定処理に関し、排泄判定モジュール（排泄判定手段）１５２は、ガスセンサ３２から所定のサンプリングレートでリアルタイム送信されてくるガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えたか否かを判定する。ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１以下の場合、排泄判定モジュール１５２は、被介護者の排泄や寝返り等のガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントは生じていないと判定する。一方、ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えた場合、排泄判定モジュール１５２は、被介護者の排泄や寝返り等のガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントが生じたと判定する。ガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントが生じたと判定すると、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号が基準値１４１を超えた際またはその前後（例えば、数秒間）の荷重センサ１１の検出信号から算出される被介護者の重心位置を参照する。

次に、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えた際またはその前後の被介護者の重心位置が大きく変化したか否かを判定する。具体的には、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えた際またはその前後の被介護者の重心位置の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を超えているか否かを判別する。ガスセンサ３２の検出信号の変化量が基準値１４１を超えた際またはその前後の被介護者の重心位置の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を超えている場合、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントは、被介護者の排泄ではないと判定する。一方、ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えた際またはその前後の被介護者の重心位置の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値以下である場合、排泄判定モジュール１５２は、被介護者が排泄したと判定する。このように、第１の排泄判定処理において、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号の変化に加えて、荷重センサ１１の検出信号から算出される被介護者の重心位置の変化を被介護者の排泄の有無の判断基準として利用することにより、排泄と排泄以外のイベントとを明確に区別することができるため、被介護者の排泄を正確に検知することができる。

（第２の排泄判定処理）
前述した第１の排泄判定処理に加え、排泄判定モジュール１５２は、湿度センサ３３の検出信号およびガスセンサ３２の検出信号に基づいて被介護者の排泄を判定する第２の排泄判定処理を実行してもよい。第２の排泄判定処理に関し、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２から所定のサンプリングレートでリアルタイム送信されてくるガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量（増加量）が基準値１４１を超えたか否かを判定する。ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１以下の場合、排泄判定モジュール１５２は、被介護者の排泄や寝返り等のガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントは生じていないと判定する。一方、ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えている場合、排泄判定モジュール１５２は、被介護者の排泄や寝返り等のガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントが生じたと判定する。ガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントが生じたと判定すると、湿度センサ３３の検出信号の変化に基づいて、被介護者の排泄の有無を判定する。排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えた際またはその前後（例えば、数秒間）の湿度センサ３３の検出信号の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変化の様態と大きく異なっているか否かを判定する。湿度センサ３３の検出信号の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変化の様態と似ている場合、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントは、被介護者の排泄ではないと判定する。一方、湿度センサ３３の検出信号の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変化の様態と大きく異なっている（すなわち、湿度センサ３３の検出信号の変化がないまたは小さい）場合、排泄判定モジュール１５２は、被介護者の排泄があったと判定する。このように、第２の排泄判定処理において、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の変化と、湿度センサ３３の検出信号の値の変化との比較に基づいて、被介護者の排泄の有無を判定する。

より具体的には、排泄判定モジュール１５２は、最初に、ガスセンサ３２から所定のサンプリングレートでリアルタイム送信されてくるガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えたか否かを判定する。ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えている場合、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号の変換を行った後、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の変化の様態と、湿度センサ３３の検出信号の変化の様態とを比較して、被介護者の排泄の有無を判定する。ガスセンサ３２の検出信号の変換に関し、排泄判定モジュール１５２は、被介護者が布団に入っており特別なイベントが生じておらず、ガスセンサ３２の検出信号と湿度センサ３３の検出信号の双方が大きく変化しない任意のタイミングにおいて、ガスセンサ３２の検出信号の値の大きさと、湿度センサ３３の検出信号の値の大きさとが略一致するように、ガスセンサ３２の検出信号の値を変換する変換式を設定する。典型的には、このような変換式は、ガスセンサ３２の検出信号の値を変数とする高次多項式であり、高次多項式の各項の係数を適切に設定することにより、ガスセンサ３２の検出信号と湿度センサ３３の検出信号の双方が大きく変化していないときに、ガスセンサ３２の検出信号の値と湿度センサ３３の検出信号の値とが略一致する。

なお、排泄判定モジュール１５２は、制御ユニット１００がメモリー１３０内に一時保存されているガスセンサ３２の検出信号と湿度センサ３３の検出信号の双方を参照し、ガスセンサ３２の検出信号と湿度センサ３３の検出信号の双方の単位時間当たりの変化量が所定の値以下である場合に、ガスセンサ３２の検出信号と湿度センサ３３の検出信号の双方が大きく変化しないタイミングであると判断し、ガスセンサ３２の検出信号の値を変換する変換式を求める。このような変換式の設定は、本発明の排泄検知装置１０による被介護者の排泄の検知が実行される前に少なくとも１回実行される。

図６は、上記条件を満足するように、変換式を用いて変換された図２に示すガスセンサ３２の検出信号と、図２に示す湿度センサ３３の検出信号との例を示すグラフである。

図６に示されているように、被介護者が布団に入った後のガスセンサ３２の検出信号の変換値は、被介護者が布団に入ってから排泄前までは、湿度センサ３３の検出信号とほぼ同じ変化挙動をとるが、排泄後には、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の単位時間当たりの変化量（ガスセンサ３２の検出信号の変換値の傾き）は、湿度センサ３３の検出信号の単位時間当たりの変化量（湿度センサ３３の検出信号の傾き）と大きく異なる。排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号の単位時間当たりの変化量が基準値１４１を超えた場合、湿度センサ３３の検出信号の変換値の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の変化の様態と大きく異なっているか否かを判定する。具体的には、排泄判定モジュール１５２は、湿度センサ３３の検出信号の単位時間当たりの変化量（グラフの傾き）と、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の単位時間当たりの変化量との差や比率を算出し、算出された差や比率が所定の条件を満たすか否かによって、湿度センサ３３の検出信号の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の変化の様態と大きく異なっているか否かを判定する。例えば、排泄判定モジュール１５２は、湿度センサ３３の検出信号の単位時間当たりの変化量と、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の単位時間当たりの変化量との差が所定のしきい値を超える場合、湿度センサ３３の検出信号の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の変化の様態と大きく異なると判別する。代替的に、排泄判定モジュール１５２は、湿度センサ３３の検出信号の単位時間当たりの変化量と、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の単位時間当たりの変化量との比率（湿度センサ３３の検出信号の単位時間当たりの変化量／ガスセンサ３２の検出信号の変換値の単位時間当たりの変化量）が所定のしきい値より小さい場合、湿度センサ３３の検出信号の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の変化の様態と大きく異なると判別する。

排泄判定モジュール１５２は、湿度センサ３３の検出信号の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の変化の様態と大きく異なると判定した場合に、被介護者が排泄したと判定する。一方、湿度センサ３３の検出信号の変化の様態が、ガスセンサ３２の検出信号の変換値の変化の様態と似ていると判定した場合、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号を大きく変化させるイベントは、被介護者の排泄ではないと判定する。このように、第２の排泄判定処理において、排泄判定モジュール１５２は、ガスセンサ３２の検出信号の変化に加えて、湿度センサ３３の検出信号の変化を被介護者の排泄の有無の判断基準として利用することにより、排泄と排泄以外のイベントとを明確に区別することができるため、被介護者の排泄を正確に検知することができる。

このように、排泄判定モジュール１５２が第１の排泄判定処理に加えて、第２の判定処理の双方を実行するよう構成されている場合、排泄判定モジュール１５２は、第１の排泄判定処理および第２の排泄判定処理を行い、被介護者が排泄したかどうかをダブルチェックすることができる。この場合、排泄判定モジュール１５２は、第１の排泄判定処理および第２の排泄判定処理の双方において被介護者が排泄したと判定された場合にのみ、被介護者が排泄したと判定する。排泄判定モジュール１５２は、第１の排泄判定処理および第２の排泄判定処理によるダブルチェックを実行するので、より正確に、被介護者の排泄の有無を判定することができる。

なお、排泄判定モジュール１５２は、第１の排泄判定処理および第２の排泄判定処理のいずれか一方において被介護者が排泄したと判定された場合にのみ、被介護者が排泄したと判定してもよい。さらに、排泄判定モジュール１５２は、第２の排泄判定処理のみを実行し、第２の排泄判定処理の判定結果のみに基づいて、被介護者の排泄の有無を判定するよう構成されていてもよい。

なお、上記の排泄検知装置１０では、第１の排泄判定処理を実行するために荷重センサ１１を用いているが、荷重センサ１１の代わりに、ベッド１上の被介護者の動きを検出するモーションセンサを用いることもできる。このようなモーションセンサとしては、カメラ、赤外線センサ、またはこれらを組み合わせたデバイスを用いることができる。

排泄判定モジュール１５２が、被介護者が排泄したと判定した場合、排泄判定モジュール１５２の排泄結果は、前述した無線通信ユニット３５を用いて、外部端末２に無線送信される。さらに、排泄判定モジュール１５２が判定した被介護者の排泄の日時が、メモリー１３０内に排泄記録データ１４３として蓄積される。

＜排泄検知方法Ｓ１００＞
上述した排泄検知装置１０を用いて本実施形態の排泄検知方法Ｓ１００が実行される。以下、図７を参照して、本実施形態の排泄検知方法Ｓ１００を詳述する。図７は、本発明の第１実施形態に係る排泄検知方法（以下、単に方法Ｓ１００という）を概略的に示す図である。方法Ｓ１００の各工程Ｓ１１０～Ｓ１７０は、制御ユニット１００のプロセッサー１１０が、メモリー１３０内の各モジュールを含む制御ユニット１００の各コンポーネントを用いることにより実行される。

方法Ｓ１００は、被介護者がベッド１の布団に入った状態から開始される。工程Ｓ１１０において、制御ユニット１００は、駆動回路３４を制御し、吸引ブロア２３を駆動させる。次に、工程Ｓ１２０において、吸引ブロア２３の駆動により、寝ている状態の被介護者の臀部周辺の空気が吸引マット２１の吸引口２１０を介して吸引マット２１内に吸引され、さらに、吸引チューブ２２を介して、吸引マット２１内から吸引ブロア２３に取り込まれ、その後、被介護者の臀部周辺の空気が吸引ブロア２３の排気口から排出される。その後、吸引ブロア２３の排気口の内部または排気口の前方に設けられたガスセンサ３２および湿度センサ３３に被介護者の臀部周辺の空気が導かれる。

工程Ｓ１３０において、制御ユニット１００は、センサ制御モジュール１５１を用いて、ガスセンサ３２の検出信号を取得する。同様に、工程Ｓ１４０において、制御ユニット１００は、センサ制御モジュール１５１を用いて、湿度センサ３３の検出信号を取得する。また、工程Ｓ１５０において、制御ユニット１００は、センサ制御モジュール１５１を用いて、荷重センサ１１の検出信号を取得し、取得した荷重センサ１１の検出信号からベッド１上の被介護者の重心位置を算出する。工程Ｓ１３０において取得されたガスセンサ３２の検出信号、工程Ｓ１４０において取得された湿度センサ３３の検出信号、および工程Ｓ１５０において算出されたベッド１上の被介護者の重心位置は、メモリー１３０内に一時保存され、後の工程で利用される。なお、排泄判定モジュール１５２が第１の排泄判定処理のみを実行するよう構成されている場合、工程Ｓ１４０は省略可能である。

工程Ｓ１６０において、制御ユニット１００は、排泄判定モジュール１５２を用いて、荷重センサ１１の検出信号およびガスセンサ３２の検出信号に基づいて、被介護者の排泄の有無を判定する第１の排泄判定処理を実行する。なお、排泄判定モジュール１５２が第１の排泄判定処理に加えて、第２の排泄判定処理を実行するよう構成されている場合には、工程Ｓ１６０において、制御ユニット１００は、排泄判定モジュール１５２を用いて、第１の排泄判定処理に加えて、センサ制御モジュール１５１によって取得されたガスセンサ３２の検出信号および湿度センサ３３の検出信号に基づいて、被介護者の排泄の有無を判定する第２の排泄判定処理を行う。工程Ｓ１６０において、第１の排泄判定処理と第２の排泄判定処理の双方が実行される場合には、排泄判定モジュール１５２は、第１の排泄判定処理および第２の排泄判定処理の双方において被介護者が排泄したと判定された場合にのみ、被介護者が排泄したと判定する。

工程Ｓ１６０において、被介護者が排泄したと判別されると、工程Ｓ１７０において、制御ユニット１００は、工程Ｓ１６０において取得された被介護者の排泄の有無についての判定結果を、無線通信ユニット３５を用いて外部端末２に無線送信し、工程Ｓ１６０において判定された被介護者の排泄の日時が、メモリー１３０内に排泄記録データ１４３として蓄積される。その後、処理は工程Ｓ１２０に戻り、工程Ｓ１２０～Ｓ１７０が繰り返し実行される。なお、図７に示す方法Ｓ１００は、ベッド１に寝ていた被介護者が起床した際や、排泄検知装置１０の電源がオフにされた等の任意のタイミングで終了する。また、制御ユニット１００からの制御に応じて、任意のタイミングで、所定の時間だけ、方法Ｓ１００が実行されてもよい。

このように、本実施形態の排泄検知装置１０および排泄検知方法Ｓ１００は、ガスセンサ３２の検出信号の変化に加えて、荷重センサ１１の検出信号（および湿度センサ３３の検出信号）の変化を被介護者の排泄の有無の判断基準として利用することにより、排泄と排泄以外のイベントとを明確に区別することができるため、被介護者の排泄を正確に検知することができる。そのため、不要なオムツ交換作業がなくなり、介護従事者の負担軽減を図ることができる。

例えば、介護従事者が、被介護者の就寝時間（２０時～６時）におけるオムツ確認作業を２時間に１回行っていたとすると、就寝時間中に５回のオムツ確認作業を行うことになる。被介護者の就寝時間中の排泄回数が３回である場合には、５回中の２回のオムツ交換作業時には被介護者は排泄していないこととなる。この場合に、本発明の排泄検知装置１０および排泄検知方法Ｓ１００を用いることにより、就寝時間中のオムツ確認作業を２回減らすことができる。

以上、本発明の排泄検知装置および排泄検知方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明の各コンポーネントの構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、本発明の構成に任意の構成のものを付加することができる。

本発明の属する分野および技術における当業者であれば、本発明の原理、考え方、および範囲から有意に逸脱することなく、記述された本発明の方法および通信システムの構成の変更を実行可能であろうし、変更された構成を有する方法および通信システムもまた、本発明の範囲内である。

例えば、図１、図２および図５に示された排泄検知装置のコンポーネントの数や種類は、説明のための例示にすぎず、本発明は必ずしもこれに限られない。本発明の原理および意図から逸脱しない範囲において、任意のコンポーネントが追加若しくは組み合わされ、または任意のコンポーネントが削除された態様も、本発明の範囲内である。また、排泄検知装置の各コンポーネントは、ハードウェア的に実現されていてもよいし、ソフトウェア的に実現されていてもよいし、これらの組み合わせによって実現されていてもよい。

また、図７に示された排泄検知方法の工程の数や種類は、説明のための例示にすぎず、本発明は必ずしもこれに限られない。本発明の原理および意図から逸脱しない範囲において、任意の工程が、任意の目的で追加若しくは組み合わされ、または、任意の工程が削除される態様も、本発明の範囲内である。

１…ベッド ２…外部端末 １０…排泄検知装置 １１…荷重センサ ２０…吸引手段 ２１…吸引マット ２１０…吸引口 ２２…吸引チューブ ２３…吸引ブロア ２４…防水シーツ ２５…防塵フィルタ ３０…装置本体 ３１…ハウジング ３２…ガスセンサ ３３…湿度センサ ３４…駆動回路 ３５…無線通信ユニット １００…制御ユニット １１０…プロセッサー １２０…Ｉ／Ｏインターフェース １３０…メモリー １４０…データ １４１…基準値 １４２…ユーザデータ １４３…排泄記録データ １４４…その他データ １５０…モジュール １５１…センサ制御モジュール １５２…排泄判定モジュール １５３…その他モジュール Ｓ１００…排泄検知方法 Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１５０、Ｓ１６０、Ｓ１７０…工程

Claims (11)

1. 寝具に寝ている被介護者の排泄を検知する排泄検知装置であって、
   前記寝具に寝ている前記被介護者の臀部周辺の空気を吸引する吸引手段と、
   前記吸引手段により吸引された前記空気中のガス成分を検出するガスセンサと、
   前記寝具上の前記被介護者の重心位置を検出するための荷重センサと、
   前記ガスセンサの検出信号および前記荷重センサの検出信号に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する第１の排泄判定処理を実行する排泄判定手段と、を有することを特徴とする排泄検知装置。
2. 前記第１の排泄判定処理において、前記排泄判定手段は、前記ガスセンサの前記検出信号の変化が所定の基準値を超えた際に、前記寝具上の前記被介護者の前記重心位置の変化に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する請求項１に記載の排泄検知装置。
3. 前記排泄検知装置は、前記吸引手段により吸引された前記空気の湿度を検出する湿度センサをさらに有し、
   前記排泄判定手段は、前記ガスセンサの前記検出信号および前記湿度センサの検出信号に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する第２の排泄判定処理をさらに実行する請求項１または２に記載の排泄検知装置。
4. 前記第２の排泄判定処理において、前記排泄判定手段は、前記ガスセンサの前記検出信号が前記所定の基準値を超えた際に、前記湿度センサの前記検出信号の変化に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する請求項３に記載の排泄検知装置。
5. 前記第２の排泄判定処理において、前記排泄判定手段は、前記ガスセンサの前記検出信号および前記湿度センサの前記検出信号の双方が大きく変化していないときに、前記ガスセンサの前記検出信号の値と前記湿度センサの前記検出信号の値とが略等しくなるように設定された変換式を用いて、前記ガスセンサの前記検出信号の前記値を変換し、さらに、前記ガスセンサの前記検出信号の前記変換された値の変化と、前記湿度センサの前記検出信号の前記値の変化との比較に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定するよう構成されている請求項４に記載の排泄検知装置。
6. 前記排泄判定手段による判定結果を外部端末に送信する送信手段をさらに有する請求項１ないし５のいずれかに記載の排泄検知装置。
7. 前記吸引手段は、
   前記寝具に寝ている前記被介護者の前記臀部周辺の前記空気を吸引するための吸引口を備え、前記寝具の前記被介護者の前記臀部に対応する位置に載置される吸引マットと、
   前記吸引マットに接続され、前記吸引口から吸引された前記空気を前記ガスセンサに導く吸引チューブと、
   前記吸引チューブを通して前記空気を吸引する吸引ブロアと、を有する請求項１ないし６のいずれかに記載の排泄検知装置。
8. 前記吸引マット上に載置される防水シーツをさらに有する請求項７に記載の排泄検知装置。
9. 寝具に寝ている被介護者の排泄を検知する排泄検知方法であって、
   吸引手段を用いて、前記寝具に寝ている前記被介護者の臀部周辺の空気を吸引する工程と、
   ガスセンサを用いて、前記吸引手段により吸引された前記空気中のガス成分を検出する工程と、
   荷重センサを用いて、前記寝具上の前記被介護者の重心位置を検出する工程と、
   排泄判定手段を用いて、前記ガスセンサの検出信号および前記荷重センサの検出信号に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する第１の排泄判定処理を実行する工程と、を含むことを特徴とする排泄検知方法。
10. 前記第１の排泄判定処理を実行する工程は、前記ガスセンサの前記検出信号の変化が所定の基準値を超えた際に、前記荷重センサの前記検出信号の変化に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する工程を含む請求項９に記載の排泄検知方法。
11. 前記排泄検知方法は、湿度センサを用いて、前記吸引手段により吸引された前記空気の湿度を検出する工程と、
    前記排泄判定手段を用いて、前記ガスセンサの前記検出信号および前記湿度センサの検出信号に基づいて、前記被介護者の排泄の有無を判定する第２の排泄判定処理を実行する工程と、をさらに含む請求項１０に記載の排泄検知方法。

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